لماذا المعادن أفضل موصلات للحرارة من الخشب؟

قد يكون الوقوف على سطح خشبي دافئًا في يوم حار ، لكن الوقوف على سطح معدني سيكون أمرًا لا يطاق. إن إلقاء نظرة غير رسمية على الخشب والمعدن لن يخبرك لماذا يصبح المرء أكثر سخونة من الآخر. عليك أن تفحص الميزات المجهرية ، ثم ترى كيف تقوم الذرات في هذه المواد بتوصيل الحرارة.

تسبب الحرارة اهتزاز جزيئات المادة. عندما يهتزون ، يتنافسون على جيرانهم ، وينقلون طاقة حركتهم. عندما تضبط مجموعة من الجزيئات الأخرى على الاهتزاز ، تنتقل الحرارة عبر المادة.

يعتمد التوصيل الحراري بين المواد جزئيًا على كيفية تلاقي أسطحها. إذا كان السطح خشنًا وغير مستوٍ ، فإن التلامس والتوصيل الحراري تنقطعان عن طريق الفجوات. الخشب مليء بالفجوات المجهرية على سطحه. المعادن أنعم ولها فجوات أقل.

في المعادن ، تكون الإلكترونات الخارجية في ذراتها أكثر ارتباطا مما هي عليه في الخشب. يتم تعبئة ذرات المعدن بشكل أكثر كثافة ويمكن أن تنقل الاهتزازات الحرارية بسهولة أكبر.

على المستوى الذري ، ترتب المعادن نفسها في شبكات من البلورات ، والتي تميل إلى أن تكون صلبة. يتكون الخشب من ألياف دقيقة ، تكون أكثر نعومة وتنظيمًا بشكل عشوائي. يتم إجراء الاهتزازات الحرارية بكفاءة أقل من خلال هذه الألياف.

يحتوي الخشب على فجوات داخلية وكذلك على سطحه. إنها مليئة بالجيوب الهوائية الدقيقة التي تُركت عندما جف الخشب الحي. تتحرك الاهتزازات الجزيئية الناتجة عن الحرارة عبر هذه الجيوب ببطء. المعادن بها فراغات أقل بكثير.